Fabrication and analysis of a dye sensitized solar cell: Hydrothermally grown hybrid photoanode and opaque pt counter electrode
Boya duyarlı bir güneş pilinin üretimi ve analizi: Hidrotermal olarak büyütülmüş hibrit fotoanot ve opak pt karşıt elektrot
- Tez No: 821521
- Danışmanlar: PROF. DR. ABDULLAH YILDIZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Mühendislik Bilimleri, Energy, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 117
Özet
En umut verici yenilenebilir enerji teknolojilerinden biri, boyaya duyarlı güneş pilleridir. Bir boyaya duyarlı güneş pili, basit bir üretim süreci ve düşük toksisite avantajlarına sahip düşük maliyetli bir güneş pilidir. titanyum dioksit ve platin, bu konuda ilk akla gelen fotoanot ve karşı elektrot olarak başrol oyuncularıdır. Bu çalışmada, karşı elektrot ve fotoanot bileşenleri elde etmek için kimyasal banyo biriktirme, hidrotermal büyütme ve döndürmeli kaplama yöntemlerini içeren farklı yöntemler başarıyla uygulanmıştır. İlk olarak Pt karşı elektrot kimyasal banyo ve spin kaplama olmak üzere iki farklı kaplama yöntemi ile kaplanmıştır. Elde edilen verimlilik değerleri sırasıyla yüzde 5,06 (Rct, 0,89 ohmcm2) ve yüzde 4,31 (Rct, 1,44 ohmcm2) şeklindedir. Aradaki fark, platin filmlerinin artan katalitik aktivitesi ile ilişkilendirilmektedir. Daha sonra hibrit fotoanot hidrotermal ve spin kaplama yöntemleri ile hazırlanmıştır. Bu aşamada, DSSC'lerin verimliliğini artırmak için nanopartiküller ve hidrotermal olarak büyütülen metal oksit nanorod dizileri birleştirilmiş ve hibrit cihaz olarak adlandırılmıştır. Deneysel sonuçlar, nanopartiküller ve nanorodlardan oluşan bir hibrit cihazın (yüzde 5.58) verimliliğinin, yalnızca nanopartiküllerlerden (yüzde 4.95) ve nanorodlardan (yüzde 1.04) daha yüksek olduğunu göstermektedir. Boya duyarlı güneş pillerinin verimliliği, ışık absorpsiyon miktarını en üst düzeye çıkarmak ve ayrıca hücreye ışık geldiğinde rekombinasyonu azaltmak için hidrotermal teknikler kullanılarak geliştirilmiştir. Sonuç olarak, boya duyarlı güneş pilleri, üretim maliyetini azaltmak ve güneş pillerinin verimliliğini artırmak için umut verici bir yenilenebilir enerji teknolojisidir. Devam eden araştırma ve geliştirme ile, boya duyarlı güneş pilleri sonunda piyasada mevcut olan en uygun maliyetli güneş pillerinin adayı haline gelebilir.
Özet (Çeviri)
A dye-sensitized solar cells is a low-cost solar cell with the advantages of a simple fabrication process and low toxicity. Titanium dioxide and Platinum are the leading actors as photoanode and counter electrodes that come to mind first when dye-sensitized solar cells is mentioned. In this study, different methods including chemical bath deposition, hydrothermal growing, and spin coating methods have been applied successfully to obtain counter electrode and photoanode components. Firstly, the Platinum counter electrode was coated with two different coating methods such as chemical bath and spin coating. The obtained efficiency values are 5.06 percent (Rct, 0.89 ohm.cm2) and 4.31 percent (Rct, 1.44 ohm.cm2), respectively. The difference can be attributed to increased catalytic activity of the Pt films. Then, a hybrid photoanode was prepared by hydrothermal reaction and spin coating. In this stage, the nanoparticles and hydrothermally grown metal oxide nanorod arrays were combined to improve the efficiency of dye-sensitized solar cells and called as hybrid device. The experimental results showed that the efficiency of a hybrid device (5.58 percent). consisting of nanoparticles and nanorods is higher than the one consisting only of nanoparticles (4.95 percent) and nanorods (1.04 percent). The efficiency of DSSCs is improved using hydrothermal techniques to maximize the amount of light absorption and also lower the recombination when light is incident on the cell. In conclusion, dye-sensitized solar cells are a promising renewable energy technology with great potential for reducing the production cost and increasing the efficiency of solar cells. With continued research and development, DSSCs may eventually become a candidate of the most cost-effective solar cells available on the market.
Benzer Tezler
- Synthesis of TiO2 nanorods by hydrothermal method and their opto-electronic device applications
TiO2 nanoçubukların hidrotermal yöntemiyle sentezi ve opto-elektronik aygıt uygulamaları
ÖZGE GÜLLER
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN KARAAĞAÇ
- Boya duyarlaştırıcı olarak kullanılabilecek yeni karbazol türevlerinin sentezi ve DSSC fabrikasyonu
DSSC fabrication and synthesis of new carbazole derivatives that can be used as dye sensitisers
BETÜL DERİNCE
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
EnerjiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KAMURAN GÖRGÜN
- Hydrothermal synthesis of TiO2 nanostructures for photocatalytic and photovoltaic applications
Fotokatalitik ve fotovoltaik uygulamalar için TiO2 nanoyapıların hidrotermal sentezi
NURSEV ERDOĞAN
Doktora
İngilizce
2017
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDULLAH ÖZTÜRK
DOÇ. DR. JONGEE PARK
- Farklı boyaların ZNO tabanlı boya duyarlı güneş pillerinin verimine etkisi
The effect of different dyes on the efficiency of ZNO based dye sensitive solar cells
ARMAĞAN PEKUSLU YAKA
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜJDAT ÇAĞLAR
- Nanomateryaller kullanımıyla organik güneş hücrelerinin üretimi, karakterizasyonları ve güneş enerjisi santrallerinin kurulumu
Fabrication of organic solar cells using nanomaterials, their characterizations and installation of solar energy plants
MESUT EKMEKÇİ